Kroz povijest helikoptera redovito su se predlagali različiti dizajni sistema nosača, ali je samo jedan od njih postao klasičan i kasnije je dobio značajan razvoj. Druga rješenja, koja pružaju različite mogućnosti za pogon propelera, dizajn lopatica, funkcije itd., Nisu se mogla natjecati s njim. Često je takav ishod hrabrog projekta bio posljedica objektivnih nedostataka i problema.
Tehnički klasici
Klasična shema helikoptera nudi nekoliko prilično jednostavnih rješenja. U trupu stroja smještena je elektrana s mjenjačem koji isporučuje okretni moment glavnom i zadnjem rotoru. Glavni rotor velikog promjera zasnovan je na okretnoj ploči koja omogućuje promjenu u podizanju i / ili manevriranju, a također ima i nekoliko oštrica velikog omjera stranica.
Ovaj dizajn je relativno jednostavan, dobro je razvijen i podložan je lakoj obnovi i skaliranju kako bi se zadovoljili postojeći zahtjevi. Osim toga, lišen je nekih nedostataka, poput potrebe brtvljenja spojeva u cjevovodima ili rizika od preklapanja lopatica.
Međutim, postoje i nedostaci. Helikopter klasične sheme ima ograničenja u horizontalnoj brzini leta povezana sa specifičnostima protoka oko lopatica rotora. U nekim načinima rada mogu se pojaviti drugi negativni fenomeni, poput vrtložnog prstena. S jednim glavnim rotorom morate dizajnirati dugu i snažnu repnu konstrukciju za smještaj repnog rotora.
Razvoj klasične sheme doveo je do pojave višerotornih helikoptera s uzdužnim, poprečnim ili drugim postavljanjem nekoliko ležajnih sistema. Koaksijalna shema postala je široko rasprostranjena, u kojoj su dva vijka tradicionalnog izgleda sastavljena na jednoj čahuri. Također, klasični sistem podrške i niz njegovih jedinica postali su osnova za nekoliko alternativnih dizajna.
Propeler mlazni
Helikopter s jednim rotorom suočen je s problemom reaktivnog zakretnog momenta, a za rješavanje su predložena različita rješenja. Tridesetih godina, ideja o rotoru s mlaznim pogonom pojavila se gotovo istovremeno u nekoliko zemalja. Takav propeler nije povezan s motorom unutar trupa i, prema tome, ne tjera ga da se okreće u suprotnom smjeru.
Mlazni rotor odlikuje se prisustvom vlastitih motora na vrhovima lopatica. Propeler može pokretati kompaktni turbopropelerski ili ramjetni motor. Poznati su i projekti s dovodom komprimiranih plinova iz motora s plinskom turbinom u trupu u mlaznice ili u komoru za izgaranje u lopatici.
Ideja mlaznog rotora privukla je veliku pažnju pedesetih i šezdesetih; u različitim zemljama razvijen je niz pilot projekata. Ponuđena su kao laka vozila tipa Dornier Do 32 ili B-7 ML. Mile i Hughes XH-17 teški transportni helikopter. Međutim, nijedan od ovih uzoraka nije napredovao dalje od male proizvodnje.
Glavni problem mlaznog propelera je složenost glavčine. Preko njega se komprimirani plin i / ili gorivo moraju dovoditi do pokretnog noža, za što su potrebna sredstva za prijenos i brtvljenje. Na samu oštricu potrebno je postaviti motor ove ili one vrste, što postavlja nove zahtjeve njegovom dizajnu. Izgradnja robusnog dizajna s ovim mogućnostima pokazala se kao preteška, a očekivane koristi nisu mogle opravdati napore.
Ukrštene oštrice
Tridesetih godina je predložena tzv. synchrocopter. Ovaj koncept predlaže upotrebu dva dvokrilna rotora, čija su glavčine postavljene na minimalnu udaljenost s osovinskim nagibom prema van. Propeleri se moraju okretati jedan prema drugom, a poseban dizajn mjenjača isključuje preklapanje lopatica.
Sistem nosača sinhrokoptera sposoban je stvoriti potrebno dizalo i omogućiti let u istim režimima kao i klasična shema. Prednost mu je što može povećati ukupni potisak i kapacitet podizanja, a proširenje vektora potiska povećava stabilnost pri lebdenju i drugim načinima. U ovom slučaju, reaktivni momenti dva propelera međusobno se kompenziraju i eliminiraju potrebu za sistemom upravljanja.
Međutim, sinkrokopteri se ne koriste široko. Tridesetih godina takvu opremu proizvodila je njemačka kompanija Flettner, a od 1945. ovom temom bave se i druge zemlje. Najpoznatiji su helikopteri američke kompanije Kaman Aerosystems. Do određenog vremena bili su traženi sinhrokopteri, ali tada je smjer izblijedio - sada postoji samo jedan uzorak u seriji. Za sve vrijeme nije izgrađeno više od 400-500 serijskih mašina ove klase.
Glavni nedostatak sinkrokoptera je složenost mjenjača, koji isporučuje okretni moment na dva blisko postavljena propelera. Pokazalo se da je jedan pogon s jednim rotorom istih karakteristika mnogo lakši. Osim toga, par propelera s dvije lopatice ima ograničen potencijal potiska. Dakle, moderni "teški" sinkrokopter Kaman K-Max ne podiže više od 2700 kg i u tom pogledu gubi od mnogih helikoptera klasične sheme.
Okreni i stani
Poznata je ideja kombiniranja rotirajućeg propelera i fiksnog krila. U ovom slučaju, rotacija glavnog rotora koristi se za uzlijetanje i ubrzanje. Propeler se pri određenoj brzini mora zaustaviti, a njegove lopatice moraju se pretvoriti u fiksno krilo. To omogućava razvoj velike brzine leta, ali zahtijeva razvoj i implementaciju novih rješenja.
Kao primjer, razmotrimo projekt Sikorsky X-Wing, koji se razvijao od sredine sedamdesetih godina kako bi nadopunio helikopter S-72. Potonji je bio helikopter s glavnim i repnim rotorom, opremljen razvijenim krilom malog zamaha. Sa bočnih strana trupa nalazio se par motora s plinskim turbinama koji su napajali osovinu (za elise) i stvarali mlazni potisak (za velike brzine).
Sistem nosača X-Wing dobio je čvorište za okidanje diskova opremljeno okretnom pločom samo sa zajedničkim korakom. Koristili smo pravokutne oštrice s vertikalno simetričnim profilom. Na prednjoj i zadnjoj ivici oštrice bili su otvori za ispuštanje komprimiranog zraka iz kompresora prema van. Zrak je, zbog Coanda efekta, trebao "produžiti" profil oštrice, pomažući joj da stvori podizanje. Ovisno o načinu dovoda zraka, oštrica može raditi jednako efikasno i pri rotiranju i u nepomičnom položaju.
Sistem X-Wing uspješno je testiran u aerotunelu i čak je instaliran na iskusnom S-72. Međutim, malo prije planiranih letova, 1988. godine, NASA i DARPA su naredile da se prekine rad. Uz sve očekivane prednosti, neobičan sistem nosača bio je previše složen. Osim toga, projekt se protegao više od 10 godina, a troškovi su mu prešli dozvoljenu granicu. Iz tog razloga, X-Wing koncept nije dalje razvijen.
Objektiv u letu
Trenutno francuska kompanija Conseil & Technique radi na konceptu lakog helikoptera za zračni taksi s neobičnim sistemom nosača. Predloženi dizajn elise gubi od tradicionalnog u smislu stvorenog lifta pri polijetanju i slijetanju, ali se razlikuje po većoj jednostavnosti i mogućnosti stvaranja povećanog potiska u horizontalnom letu. Spomenuta je i mogućnost smanjenja buke.
Originalni propeler izgrađen je na temelju lećastog diska koji zauzima 70% površine pometanja. Predlaže se postavljanje kratkih lopatica zračnog profila duž njegovih rubova. Ne prijavljuje se mogućnost postavljanja zaštitne ploče; kontrola proklizavanja može se izvesti promjenom brzine.
Ispitivanja su pokazala da tijekom horizontalnog leta dio s diskom stvara značajno podizanje, zbog čega konstrukcija u cjelini zaobilazi tradicionalni dizajn propelera u smislu karakteristika. Osim toga, bilo je moguće dovesti napadni kut na 25 ° bez zaustavljanja protoka. Zrakoplov u razvoju, prema proračunima, moći će dostizati brzine do 200 km / h.
Projekat kompanije Conseil & Technique još je u fazi istraživanja i razvoja dizajna. Vjerojatno će u bliskoj budućnosti biti doveden na testiranje maketa, nakon čega bi se mogao pojaviti punopravni eksperimentalni višerotorni helikopter. Nije poznato hoće li ovaj alternativni dizajn uspjeti riješiti sve zadatke i pronaći mjesto u zrakoplovnoj industriji.
Tražim alternative
Dugogodišnje postojanje i aktivan rad helikoptera pokazali su sve prednosti klasičnog dizajna sistema nosača. Pokušaji stvaranja alternativnih shema koje imaju minimalne sličnosti s njim još nisu okrunjene posebnim uspjehom. Međutim, znanstvenici i inženjeri ne prestaju raditi i nastavljaju tražiti obećavajuće ideje.
Još jedan projekat ove vrste trenutno se stvara, a njegovi rezultati će postati jasni u bliskoj budućnosti. U isto vrijeme, jasno je da niti jedan od novih ležajnih sistema neće moći imati zapažen utjecaj na opće stanje stvari, a klasična shema i različite varijante njenog razvoja zadržat će svoje mjesto u zrakoplovnoj tehnologiji. Međutim, nova dostignuća - podložna dovoljnom savršenstvu - mogu pronaći svoju nišu u kojoj će njihove prednosti biti najprikladnije i isplativije.
